第一篇:控制混凝土溫度裂縫的施工技術措施
口口葛華輝(福建聯美建設集團有限公司,福建福州350
摘要:從控制混凝土溫升、提高混凝土極限拉伸值、改善邊 界約束和構造設計等方面,對建筑工程混凝土施工過程中控 制溫度裂縫的施工技術措施進行了探討。關鍵詞:溫度裂縫;施工;溫差;收縮 中圖分類號:TU 528.07 文獻標識碼: 引言 在建筑工程混凝土施工過程中,溫度裂縫控制 是施工質量控制的一項重要內容,尤其是對體積較 大的混凝土,如較大規模的地下室底板、大截面的轉 換梁等,由于水泥水化熱引起混凝土內部溫度和溫 度應力的劇烈變化,是導致混凝土發生裂縫的主要 原因。因此,在施工過程中應采取有效的技術措施,減少和防止混凝土溫度裂縫的產生。本文結合筆者 從事工程施工管理的實踐經驗,從控制混凝土溫升、提高混凝土極限拉伸值、改善邊界約束和構造設計 等方面,對建筑工程混凝土施工過程中控制溫度裂 縫的施工技術措施進行探討。1控制混凝土溫升 混凝土結構在降溫階段產生溫度應力的原因在 于降溫和水分蒸發等導致的收縮,而外在約束使其 不能自由變形。因此,對水泥水化熱導致的溫升進 行控制,可以減小降溫溫差,從而降低溫度應力,防 止溫度裂縫。控制水泥水化熱產生的溫升可以采取 下列措施:(1)選用中低熱的水泥品種。混凝土升溫的熱 源是水泥水化熱,在施工中應選用水化熱較低的水 泥,并盡量降低單位水泥用量。為此,施工大體積混 凝土結構多使用P?S 32.5和P?S 42.5水泥。(2)利用混凝土的后期強度。試驗結果表明,每m 的混凝土中水泥用量每增加或減少10 kg,混 凝土溫度會相應地升高或降低1℃。因此,為控制 混凝土溫升,減小溫度應力,降低溫度裂縫產生的可 能性,可根據結構實際的荷載狀況,用 √'酏或 替 代,28作為混凝土設計強度。這樣可使混凝土中水泥用量減少40—70 kg/m,混凝土的水化熱溫升也 相應減少4—7℃。但利用混凝土后期強度時,要專 門進行混凝土配合比設計,并通過試驗證明28 d之 后混凝土強度能繼續增長。(3)摻加外加劑。為了滿足送到現場的混凝土 具有一定的坍落度,若單純增加單位水泥用量,不僅 多用水泥,加劇混凝土收縮,而且會使水化熱增大,容易引起開裂。因此,應摻用適當的外加劑。木質 素磺酸鈣屬陰離子表面活性劑,對水泥顆粒有明顯 的分散作用,并能使水的表面張力降低而引起加氣 作用。在混凝土中按水泥質量的0.25%摻人木質 素磺酸鈣減水劑,不僅能使混凝土的和易性明顯改 善,同時減少10%左右的拌和水,節約10%左右的 水泥,降低了水化熱。近年來出現了許多新型外加 劑(如UEA、AEA等),摻用后可使混凝土空隙中水 分表面張力下降,從而減少收縮40%一60%。但 能否有效地控制收縮裂縫,還應注重其應用條件和 后期收縮。(4)摻加粉煤灰外摻料。粉煤灰具有一定的活 性,不但可以替代部分水泥,而且粉煤灰顆粒呈球 形,具有“滾珠效應”,可起到潤滑作用,能改善混凝 土的粘塑性,并可使泵送混凝土要求的0.315 mm 以下細粒含量增加,改善混凝土的可泵性,降低混凝 土的水化熱。大體積混凝土的初期強度增長較快,而到后期則增長緩慢,其原因是混凝土在初期處于 高溫條件下,水化作用迅速,隨著混凝土齡期的增 長,水化作用慢慢停止。摻加粉煤灰可改善混凝土 的后期強度,但會使其早期抗拉強度和早期極限拉 伸值少量降低。因此,對早期抗裂要求較高的工程,粉煤灰摻入量應少一些,否則表面易出現細微裂縫。(5)控制混凝土的出機溫度和澆注溫度。混凝 土原材料中石子的比熱較小,但其在每m 混凝土 中所占的比例較大;水的比熱最大,但在每m 混凝 土中只占小部分。因此,對混凝土出機溫度影響最 大的是石子及水的溫度,砂的溫度次之,水泥的溫度 影響很小。為了降低混凝土的出機溫度,最有效的
第二篇:大體積混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術措施
大體積混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術措施
為了有效地控制有害裂縫的出現和發展,必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件和設計構造等方面全面考慮,結合實際采取措施。降低水泥水化熱和變形
1.選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土,如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復合水泥等。
2.充分利用混凝土的后期強度,減少每立方米混凝土中水泥用量。根據試驗每增減10kg水泥,其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1℃。
3.使用粗骨料,盡量選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料;控制砂石含泥量;摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應的減水劑、緩凝劑,改善和易性、降低水灰比,以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。
4.在基礎內部預埋冷卻水管,通入循環冷卻水,強制降低混凝土水化熱溫度。5.在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中,摻加總量不超過20%的大石塊,減少混凝土的用量,以達到節省水泥和降低水化熱的目的。
6.在拌合混凝土時,還可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,使混凝土得到補償收縮,減少混凝土的溫度應力。
7.改善配筋。為了保證每個澆筑層上下均有溫度筋,可建議設計人員將分布筋做適當調整。溫度筋宜分布細密,一般用φ8鋼筋,雙向配筋,間距15cm。這樣可以增強抵抗溫度應力的能力。上層鋼筋的綁扎,應在澆筑完下層混凝土之后進行。
(8)設置后澆縫。當大體積混凝土平面尺寸過大時,可以適當設置后澆縫,以減小外應力和溫度應力;同時也有利于散熱,降低混凝土的內部溫度。降低混凝土溫度差
1.選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土,盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土,可對骨料噴冷水霧或冷氣進行預冷,或對骨料進行覆蓋或設置遮陽裝置避免日光直曬,運輸工具如具備條件也應搭設避陽設施,以降低混凝土拌合物的入模溫度。2.摻加相應的緩凝型減水劑,如木質素磺酸鈣等。
3.在混凝土入模時,采取措施改善和加強模內的通風,加速模內熱量的散發。加強施工中的溫度控制
1.在混凝土澆筑之后,做好混凝土的保溫保濕養護,緩緩降溫,充分發揮徐變特性,減低溫度應力,夏季應注意避免曝曬,注意保濕,冬期應采取措施保溫覆蓋,以免發生急劇的溫度梯度發生。
2.采取長時間的養護,規定合理的拆模時間,延緩降溫時間和速度,充分發揮混凝土的“應力松弛效應”。
3.加強測溫和溫度監測與管理,實行信息化控制,隨時控制混凝土內的溫度變化,內外溫差控制在25℃以內,基面溫差和基底面溫差均控制在20℃以內,及時調整保溫及養護措施,使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大,以有效控制有害裂縫的出現。
4.合理安排施工程序,控制混凝土在澆筑過程中均勻上升,避免混凝土拌合物堆積過大高差。在結構完成后及時回填土,避免其側面長期暴露。改善約束條件,削減溫度應力
1.采取分層或分塊澆筑大體積混凝土,合理設置水平或垂直施工縫,或在適當的位置設置施工后澆帶,以放松約束程度,減少每次澆筑長度的蓄熱量,防止水化熱的積聚,減少溫度應力。
2.對大體積混凝土基礎與巖石地基,或基礎與厚大的混凝土墊層之間設置滑動層,如采用平面澆瀝青膠鋪砂、或刷熱瀝青或鋪卷材。在垂直面、鍵槽部位設置緩沖層,如鋪設30 ~50mm厚瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料,以消除嵌固作用,釋放約束應力。提高混凝土的極限拉伸強度
1.選擇良好級配的粗骨料,嚴格控制其含泥量,加強混凝土的振搗,提高混凝土密實度和抗拉強度,減小收縮變形,保證施工質量。
2.采取二次投料法,二次振搗法,澆筑后及時排除表面積水,加強早期養護,提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量。
3.在大體積混凝土基礎內設置必要的溫度配筋,在截面突變和轉折處,底、頂板與墻轉折處,孔洞轉角及周邊,增加斜向構造配筋,以改善應力集中,防止裂縫的出現。
第三篇:混凝土的施工溫度與裂縫
混凝土的施工溫度與裂縫
一、裂縫的原因
混凝土中產生裂縫有多種原因,細分可分為:水泥干縮產生的裂縫。溫差變化,由熱脹冷縮效應引起的裂縫。應力集中引起的裂縫。使用不當造成過載,變形過大引起的裂縫。張拉力引起的裂縫。不均勻沉降引起的裂縫。施工中,在混凝土初凝階段因模板振動、變形或移位會使結構產生裂縫。加荷過早產生的裂縫。施工縫處理不好則可能在施工縫部位出現裂縫。混凝土預制構件,在脫模、運輸、堆放、起吊過程中因各種原因使構件受壓區處于受拉狀態,都可能使構件產生裂縫。
二、溫度應力的分析
在大體積混凝土中,混凝土產生裂縫的主要原因是由于溫度應力的作用。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。
根據溫度應力的形成過程可分為以下3個階段:
早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征.一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化.這一時期在混凝土內形成殘余應力。
中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中.溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形-成的殘余應力相疊加.在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
晚期:混凝土完壘冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。
根據溫度應力引起的原因可分為兩類:
自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。
約束應力:結構的壘部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱粱頂板混凝土和護欄混凝土。
這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。
要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳,計算溫度應力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。
三、溫度的控制和防止裂縫的措施
由于溫差的作用,裂縫的產生是不可避免的。根據計算可以看出,可以采用摻加粉煤灰等有效方法,以降低混凝土硬化過程中混凝土內表的溫差。因而,在施工中采取適宜的措施,能夠避免有害裂縫的出現。
降低水泥水化熱。包括: 混凝土的熱量主要來自水泥水化熱,因而選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土較好·精心設計混凝土配合比。采用摻加粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術,減少每立方米混凝土中的水泥用量,以達到降低水化熱的目的;選用適宜的骨料。施工中根據現場條件盡量選用粒徑較大,級配良好的粗骨料;選用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期強度,減少用水量。嚴格控制混凝土的塌落度。在現場設專人進行塌落度的測量,將混凝土的塌落度始終控制在設計范圍內,一般以7~9cm為最佳,夏季施工時,在混凝土內部預埋冷卻水管,通循環冷卻水,強制降低混凝土水化熱溫度。冬季施工時,采用保溫措施進行養護,如技術條件允許,可在混凝土結構中摻加10%~15%的大石塊,減少混凝土的用量,以達到節省水泥和降低水化熱的目的。
降低混凝土入模溫度。包括:澆筑大體積混凝土時應選擇較適宜的氣溫,盡量避開炎熱天氣澆筑。加強施工中的溫度控制。改善約束條件,削減溫度應力。在大體積混凝土基礎與墊層之間可設置滑動層,如技術條件許可,施工時宜采用刷熱瀝青作為滑動層,以消除嵌固作用,釋放約束應力。
提高混凝土的抗拉強度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量過大.不僅增加混凝土的收縮,而且降低混凝土的抗拉強度,對混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時必須嚴格控制砂、石的含泥量,將石子含泥量控制在1%以下.中砂含泥量控制在2%以下.減少因砂、石含泥量過大對混凝土抗裂的不利影響,改善混凝土施工工藝。可采用二次投料法、二次振搗法、澆筑后及時排除表面積水和最上層泥漿等方法。加強早期養護,提高混凝土早期及相應齡期的抗拉強度和彈性模置,在大體積混凝土基礎表面及內部設置必要的溫度配筋,以改善應力分布.防止裂縫的出現。
四、混凝土的早期養護
實踐證明.混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應力觀點出發,保溫應達到下述要求;防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。防止混凝土超冷,應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。防止老混凝土過冷.以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件.以達到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關聯的。混凝上的保溫措施常常也有保濕的效果。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化.表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。
混凝土現澆板裂縫的防治,從設計、施工方面來剖析樓板裂縫的成因與防治措施。監督與監理是重要保證。現就如何防治住宅現澆混凝土樓板裂縫,提出如下措施。
裂縫產生的設計原因與防治措施在住宅建筑設計中,設計單位必須認真執行《砌體結構設計規范》(GB50003—2001)、《混凝土結構設計規范》(GB50010—2010)等規范的有關規定,采取以下設計技術措施,防治現澆混凝土樓板裂縫。
必須嚴格執行《砌體結構設計規范》(GB50003—2001)關于砌體房屋伸縮縫最大間距的規定,在未采取切實可靠的技術措施作保障時,伸縮縫問距不得超越伸縮縫最大間距的規定。住宅建筑平面較為復雜或因工程需要建筑物長度超過規范規定的伸縮縫問距時,宜選用相應的結構計算軟件進行混凝土樓板的溫度應力分析,確定溫度應力集中的部位,從而采取相應的技術措施。
設計中要采取縮小現澆板長度的措施,減少混凝土收縮應力和溫度收縮應力影響。要求按照住宅單元設計混凝土現澆板,即相鄰住宅單元的混凝土現澆板是不連續板,單元之間隔墻的混凝土圈梁為板底圈梁,并對單元之問隔墻兩側的縱向混凝土圈梁采取局部后澆措施,避免混凝土現澆板由于設計長度過長而產生裂縫。
現澆板厚度必須符合《混凝土結構設計規范》(GB50010—2010)關于現澆鋼筋混凝土板最小厚度的要求;跨度較大現澆樓板厚度的確定,應考慮到板在正常使用極限狀態下撓度的計算值應符合規范要求;也可適當增加板厚,以提高其剛度,增強混凝土現澆板的抗裂能力。住宅現澆混凝土樓板應按不出現裂縫設計。
外墻設計必須符合節能要求,可按《砌體結構設計規范》(GB50003—2001)的要求,在外墻內側設置混凝土圈梁,減少溫度對混凝土圈梁及混凝土現澆板的影響,從而避免由于溫度影響導致混凝土現澆板產生裂縫。
混凝土現澆板宜采用直徑小而間距密的配筋方式,盡量使用變形鋼筋,提高鋼筋的握裹力,增強混凝土現澆板的抗裂能力。樓板配筋時,應同時考慮荷載應力和溫度應力的影響因素。靠近山墻部位的板塊宜配置雙層雙向鋼筋網片。墻陽角處應增設放射性鋼筋。在溫度、收縮應力較大的現澆板區域內,應配置雙層雙向鋼筋網片。屋面板筋宜采用雙層雙向鋼筋。
與樓梯問相對應的兩個房間或一個房間的混凝土現澆板,沿房屋長度方向要有1/2的支座負筋全跨貫通,與此房間相對應的縱向混凝土圈梁,需增加2P12縱向鋼筋樓層處混凝土樓梯梁的配筋要適當增強,要求梁上部配筋與下部配筋相同,并在兩側增加212附加縱向鋼筋。樓層處的混凝土樓梯平臺板,沿房屋長度方向的支座負筋需全跨貫通。
各類預留管線應盡量在圈梁及墻體內敷設。必須在樓板內敷設的管線,應盡量平行于樓板受力方向(或雙向板的短邊方向)布設。現澆板中預埋管線應避免集中布置,預埋管徑較粗時,管線必須設置在板厚中心位置;管線應盡量避免立體交叉穿越,確需交叉時應采用布置線盒的方法處理,預埋管線處應采取增設鋼筋網等加強措施。(9)住宅的建筑平面設計宜規則,免平面形狀突變;特殊條件下應采取在不規則處設置雙層雙向鋼筋網片或暗梁的方法進行處理。
屋面板應設置保溫、隔熱層,保溫層厚度應根據材料的參數進行熱工計算,然后確定其厚度。剛性屋面防水層應按規范要求及屋面節點設計詳圖設置分格縫,分格縫內應嵌填密封防水材料。
裂縫產生的施工原因與防治措施在住宅建筑施工中,施工單位必須認真執行《砌體工程現場檢測技術標準》(GB/T 50315-2011)、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2002)的有關規定,并嚴格按照施工圖設計的要求進行施工。
施工單位要采取以下措施,防治現澆混凝:樓板裂縫。
由于目前住宅建筑施工進度過快,樓板混凝土疏于養護,致使在現澆板內形成較大收縮應力,是造成混凝土樓板裂縫的主要原因之一。因此,科學組織施工,是控制現澆混凝土樓板裂縫產生的主要措施。要求不論在任何情況下,現澆混凝土樓板在澆筑后五日(120小時內,除進行正常的養護工作外,不允許進行上? 樓層的砌筑工程,且不允許在樓板上堆放硬物等施工活動。
現澆混凝土樓板在施工前,應采集現場的砂、石子、水泥等材料進行配合比設計,做好調整試配工作。嚴格控制水灰比和坍落度。澆筑混凝土時,要保證振搗密實,且不得漏振。
現澆板鋼筋的保護層及板厚應嚴格控制,板的負彎矩鋼筋應設置通長鋼筋馬凳支撐,馬凳間距不得小于。澆筑混凝土時應設跳板以免踩亂鋼筋。
現澆混凝土樓板在澆筑完畢后,必須按照《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204—2002)的規定覆蓋并澆水養護,確保養護標準,減少混凝土的收縮。
主體工程竣工前,不得進行預留縱向混凝土圈梁后澆帶的鋼筋焊接。待主體工程竣工后,自下而上逐層進行縱向混凝土圈梁后澆帶的施工。頂層縱向混凝土圈梁后澆帶的施工,必須在混凝土澆筑完畢十日后進行。
在混凝土強度未達到1.2MPa前,不得有踩踏行為,嚴禁在樓板上傾倒施工材料的行為。
嚴格控制施工荷載不超過設計荷載,當施工荷載較大時,樓板下應根據計算加設支撐。
現澆混凝土樓板的模板支撐位置,要經過計算來確定。底層模板支撐在回填土上時,要做到回填土夯打密實,避免由于回填土壓縮變形或遇水沉降影響現澆混凝土樓板的質量。上下樓層的模板支撐要對應設置,并設置足夠的墊板,避免上層施工荷載對下層樓板產生不利影響。現澆板底模拆除時的混凝土強度應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204—2002)的規定。拆除現澆混凝土樓板的模板時,要充分考慮該樓層現澆混凝土板承受上層樓板及其它堆放物的影響。若該層樓板承受上層現澆混凝土樓板及其它堆放物的重量時,在該層樓板的混凝土強度未達到100%時,嚴禁拆除模板支撐。
監督與監理對裂縫產生防治措施質鼉監督部門及工程監理單位,必須認真執行國家規范。規程的有關規定,增強質量意識,強化監督管理,監督和督促各項技術措施的落實,保證現澆混凝土樓板裂縫能得到有效防治質量監督部門必須將防治現澆混凝土樓板裂縫作為質量監督的工作重點,實施重點監督管理。負責監督施工單位落實防治現澆混凝土樓板裂縫的技術措施,對施工單位違反規范、規程有關規定的施工行為,必須責令其限期整改。加強對現澆板施工質量的抽查,并嚴格檢測鋼筋混凝士保護層厚度、混凝土強度、樓板厚度等質量技術指標,對不能滿足規范和設計要求的工程不準主體驗收和裝飾工程施工。做到監督超前,盡量消除質量隱患,確保施工質量。
工程監理單位對于現澆混凝土樓板工程,必須采取旁站監理,參與施工的全過程。必須做好原材料進場驗收。見證取樣送檢、混凝土開盤鑒定、計量控制、坍落度檢查、鋼筋位置控制、板厚度控制!澆水養護、拆模時間等各主要環節的質量監理,并做好相應技術文件。負責落實防治現澆混凝土樓板裂縫的技術措施,協助施工單位制定切實可行的防治裂縫施工方案,并督促施工單位全面落實施工質量目標責任制,確保施工質量。
結束語
以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討,雖然對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對干具體的預防和改善措施意見還是比較統一,同時在實踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現問題后多分析、多總結,結合多種預防處理措施,混凝土的裂縫 是完全可以避免的。
第四篇:談混凝土的施工溫度與幾種裂縫的技術措施
談混凝土的施工溫度與幾種裂縫的技術措施
摘要
裂縫,尤其是非結構裂縫,例如發生于內外墻體抹灰上的龜裂、水平裂、沿柱的豎裂、不同材料間的裂縫等是建筑中經常發生的一種通病,出現這種裂縫究其原因有的是因為技術上的不成熟、材料本身的缺陷、溫度的變化、設計以及施工等因素的影響。本文結合我多年來的施工
混凝土在現代工程建設中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂縫較為普遍,在建筑工程中裂縫幾乎無所不在。盡管我們在施工中采取各種措施,小心謹慎,但裂縫仍然時有出現。混凝土產生裂縫的原因有多種,但根本原因是混凝土中的拉應力超過了混凝土的抗拉強度。具體可歸結為溫度和濕度變化、外荷載產生的變形過大和施工方法不當這3種原因。
但在大體積混凝土中,溫度應力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出現溫度裂縫,影響到結構的整體性和耐久性。其次,在運轉過程中,溫度變化對結構的應力狀態具有顯著的不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫,因此本文僅對施工中因溫度應力產生混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。
一 裂縫的原因
混凝土中產生裂縫有多種原因,細分可分為:水泥干縮產生的裂縫。溫差變化,由熱脹冷縮效應引起的裂縫。應力集中引起的裂縫。使用不當造成過載,變形過大引起的裂縫。張拉力引起的裂縫。不均勻沉降引起的裂縫。施工中,在混凝土初凝階段因模板振動、變形或移位會使結構產生裂縫。加荷過早產生的裂縫。施工縫處理不好則可能在施工縫部位出現裂縫。混凝土預制構件,在脫模、運輸、堆放、起吊過程中因各種原因使構件受壓區處于受拉狀態,都可能使構件產生裂縫。
二 溫度應力的分析
在大體積混凝土中,混凝土產生裂縫的主要原因是由于溫度應力的作用。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱,內部溫度不斷上升,在表面引起拉應力。溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力,因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。
根據溫度應力的形成過程可分為以下3個階段:
早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束,一般約30天。這個階段的兩個特征.一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化.這一時期在混凝土內形成殘余應力。
中期:自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止,這個時期中.溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起,這些應力與早期形-成的殘余應力相疊加.在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
晚期:混凝土完壘冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起,這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。
根據溫度應力引起的原因可分為兩類:
自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構,如果內部溫度是非線性分布的,由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。
約束應力:結構的壘部或部分邊界受到外界的約束,不能自由變形而引起的應力。如箱粱頂板混凝土和護欄混凝土。
這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。
要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下,需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松馳,計算溫度應力時,必須考慮徐變的影響,具體計算這里就不再細述。三 溫度的控制和防止裂縫的措施
由于溫差的作用,裂縫的產生是不可避免的。根據計算可以看出,可以采用摻加粉煤灰等有效方法,以降低混凝土硬化過程中混凝土內表的溫差。因而,在施工中采取適宜的措施,能夠避免有害裂縫的出現。
降低水泥水化熱。包括: 混凝土的熱量主要來自水泥水化熱,因而選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土較好·精心設計混凝土配合比。采用摻加粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術,減少每立方米混凝土中的水泥用量,以達到降低水化熱的目的;選用適宜的骨料。施工中根據現場條件盡量選用粒徑較大,級配良好的粗骨料;選用中粗砂,改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期強度,減少用水量。嚴格控制混凝土的塌落度。在現場設專人進行塌落度的測量,將混凝土的塌落度始終控制在設計范圍內,一般以7~9cm為最佳,夏季施工時,在混凝土內部預埋冷卻水管,通循環冷卻水,強制降低混凝土水化熱溫度。冬季施工時,采用保溫措施進行養護,如技術條件允許,可在混凝土結構中摻加10%~15%的大石塊,減少混凝土的用量,以達到節省水泥和降低水化熱的目的。
降低混凝土入模溫度。包括:澆筑大體積混凝土時應選擇較適宜的氣溫,盡量避開炎熱天氣澆筑。加強施工中的溫度控制。改善約束條件,削減溫度應力。在大體積混凝土基礎與墊層之間可設置滑動層,如技術條件許可,施工時宜采用刷熱瀝青作為滑動層,以消除嵌固作用,釋放約束應力。
提高混凝土的抗拉強度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量過大.不僅增加混凝土的收縮,而且降低混凝土的抗拉強度,對混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時必須嚴格控制砂、石的含泥量,將石子含泥量控制在1%以下.中砂含泥量控制在2%以下.減少因砂、石含泥量過大對混凝土抗裂的不利影響,改善混凝土施工工藝。可采用二次投料法、二次振搗法、澆筑后及時排除表面積水和最上層泥漿等方法。加強早期養護,提高混凝土早期及相應齡期的抗拉強度和彈性模置,在大體積混凝土基礎表面及內部設置必要的溫度配筋,以改善應力分布.防止裂縫的出現。
四 混凝土的早期養護
實踐證明.混凝土常見的裂縫,大多數是不同深度的表面裂縫,其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應力觀點出發,保溫應達到下述要求;防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。防止混凝土超冷,應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。防止老混凝土過冷.以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養護,主要目的在于保持適宜的溫濕條件.以達到兩個方面的效果,一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲,防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行,以期達到設計的強度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關聯的。混凝上的保溫措施常常也有保濕的效果。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化.表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期,在施工中應切實重視起來。
以上對混凝土的施工溫度與裂縫之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討,雖然對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論,但對干具體的預防和改善措施意見還是比較統一,同時在實踐中的應用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現問題后多分析、多總結,結合多種預防處理措施,混凝土的裂縫 是完全可以避免的。
裂縫,尤其是非結構裂縫,例如發生于內外墻體抹灰上的龜裂、水平裂、沿柱的豎裂、不同材料間的裂縫等是建筑中經常發生的一種通病,出現這種裂縫究其原因有的是因為技術上的不成熟、材料本身的缺陷、溫度的變化、設計以及施工等因素的影響。本文結合我多年來的施工經驗以及相關的理論,對減少這類裂縫的技術措施做進一步的探討,部分技術措施已用于實踐中,取得了明顯的效果。
一、裂縫的調查概況
通過對大量磚混結構的民用住宅、框架結構的辦公樓等多種建筑的調查發現,多數建筑都存著不同形式的裂縫,這些裂縫一旦出現便很難彌補,但許多裂縫是有規律可循的。我對著些裂縫進行了總結,其調查結果如下:
1、不管是什么結構的建筑,幾乎都存在抹灰開裂的現象,大部分是因為溫度變化引起的,僅僅是輕重程度的不同而已。
2、抹灰表面龜裂,裂縫多而無規律,裂縫較細但面積較大,嚴重的引起墻面空鼓,若要返工成本較大。
3、在框架結構中,填充墻體與梁柱接觸面間容易出現水平和垂直裂縫,這些裂縫幾乎是不可避免的,如果不加以預防,裂縫一旦出現就很難補救。
4、墻體使用新型材料尤其是大塊版型材料,例如GRC墻板、鋼絲網架聚苯乙烯夾心板,不同板塊之間經常出現規則的豎向裂縫。
5、在門、窗洞口出現形狀為“八”字形的裂縫,裂縫沿約45度方向開裂,框架結構和磚混和結構均有發生,而磚混結構多發生于頂層兩端的房間,而且裂縫一般較寬,這種裂縫不僅僅是抹灰的開裂,而且是砌體的開裂,出現后有時伴有滲漏現象,危害較大,一般是由于溫度變化引起的,是較為典型的溫度裂縫,較難處理和避免。
二、裂縫對建筑的影響及社會影響分析
1、對建筑物的影響分析:
通常情況下,這些裂縫不會危機到結構的安全,危害性較小,但對建筑物將產生下列影響:
(1)貫穿墻體的裂縫影響建筑的使用壽命及抗震性能,尤其磚混結構的建筑為甚。
(2)發生與外墻的裂縫,當開裂較為嚴重時,往往造成墻面的滲漏并且給內裝飾帶來污染和損傷,影響外觀和使用。
(3)當裂縫尤其是溫度裂縫到達一定程度時,會造成窗口變形,影響正常使用。
(4)外抹灰開裂后,不僅影響外觀和使用壽命,一旦外抹灰進水,冬季凍脹致使外抹灰層脫落,將影響到周圍行人的安全。
2.社會影響分析
隨著國家對工程質量的越來越重視和人們質量意識的提高,特別是住房體制的改革,住宅建設資金將有個人出資,因此人們對工程的質量問題的關心程度將會越來越高。這也對工程的建設者們提出了越來越高的要求,這就要求我們必須認真對待并力求克服建筑通病的發生。由于人們對建筑結構還不太了解,所以用戶對裂縫引起了較為強烈的反響,主要反映在以下幾個方面:
(1)影響觀感:墻體的裂縫人的觀感影響很大,給人的感覺造成較大沖擊,使人感到極不舒服,影響情緒,同時給工程的交工帶來極大麻煩。(2)不安全感:盡管這些裂縫一般不會危機到結構安全,但是由于多數人對結構情況不了解,而擔心是否安全,造成心里上的不安全感,同時外墻抹灰層的開裂脫落也的確存在著不安全因素,因此對用戶的工作很難做好。
(3)影響使用:裂縫嚴重時將會造成滲漏、門窗變形等,不僅影響到使用,而且也會造成一定的經濟損失。
三、原因分析及技術措施
1、墻面抹灰龜裂
墻體抹灰完成后有時墻面會出現大面積細而密的呈龜狀的裂紋,這種裂紋細而深度淺時危害不大,可不做處理,但開裂較深而形成裂縫時往往伴隨有空鼓、脫落現象的發生,一旦出現大面積空鼓、脫落,唯一的辦法是返工重做,但返工重做部分就像在墻面打了一塊補丁,很難恢復原貌,易在返工面周圍出現收縮裂縫,返工的效果既不經濟也不美觀,分析原因主要有以下幾種:
(1)抹灰砂漿配比不合適,水泥用量過大致使水化熱大,干縮嚴重從而造成龜裂。
(2)基層處理不干凈或處理不當,從而導致抹灰砂漿失水過快而引發龜裂的發生。
(3)基層表面平整度達不到要求,尤其是垂直度超標,造成抹灰層厚薄不均,從而造成表面龜裂的發生,這也是引發龜裂現象較常出現的原因之一。
(4)中高級抹灰應該分層施工,有時施工時為了趕進度或為了省工圖方便,從而抹灰基層、中層、面層分層不當,分層厚度不當,壓不密實,從而引發龜裂。
(5)用戶急于入住新樓,盲目要求加快施工速度,入住后使用不當也可引發龜裂現象。
以上是導致龜裂現象發生的主要原因,處理這種裂縫應該側重于“防”而非“治”,即防患于未然,如處理得當,施工方法科學合理,這種裂縫是完全可以杜絕的。分析出原因之后,預防的方法便不難找出:
1、嚴格按配比拌制砂漿,尤其要控制水泥用量,水的用量也要控制,拌制砂漿前要進行試配,使砂漿的和易性與保水性達到最佳。攪制設備要用專用的砂漿攪拌機,杜絕使用混凝土攪拌機(滾筒式)拌制砂漿。
2、抹灰的基層要處理,方法的當。對于磚砌體來講,一定提前1-2天用清水澆透,至表面出現水光,然后陰干,手摸時有潮濕感時再進行抹灰。加氣混凝土砌塊與粉煤灰砌塊則不需要用水澆透,只要在砌體上適當澆水,然后陰干半天左右再進行抹灰。
3、在砌體施工時要嚴把砌體質量關,控制好砌體表面的平整度,尤其要控制好砌體的垂直度,這樣便能有效控制抹灰的厚度,杜絕出現抹灰厚度不均勻,這樣可以大大減少龜裂情況的發生。
4、抹灰應分層進行,嚴格控制抹灰的總厚度和分層的厚度,中級抹灰平均總厚度宜控制在20mm內,高級抹灰宜控制在25mm內,外墻抹灰宜控制在20mm內,分層應該合理,一般情況下中級抹灰分工層較合理。無論混合砂漿還是水泥砂漿,厚度以13mm為宜,面層5mm為宜,抹完底子灰后待六至七成干,表面發白,手壓有堅實感,但能留下手紋時即可以進行面層抹灰。
5、用戶使用不當也是出現干裂的原因之一,我單位施工的一棟辦公樓,業主急于國慶入住而盲目摧工期,入住后將空調溫度調至最高,結果在一周內墻面出現了較多的龜裂現象,所以在施工中我們不應該強調工期的提前,應該按照合理的工期計劃有組織的進行施工,避免裂縫的發生。
第五篇:大體積混凝土控制溫度和收縮裂縫的技術措施
為了有效地控制有害裂縫的出現和發展,必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件和設計構造等方面全面考慮,結合實際采取措施。A.降低水泥水化熱和變形
1)、選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土,如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復合水泥等。
2)、充分利用混凝土的后期強度,減少每立方米混凝土中水泥用量。根據試驗每增減10kg水泥,其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1。
3)、使用粗骨料,盡量選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料;控制砂石含泥量;摻加粉煤灰等摻合料或摻加相應的減水劑、緩凝劑,改善和易性、降低水灰比,以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。
4)、在基礎內部預埋冷卻水管,通入循環冷卻水,強制降低混凝土水化熱溫度。
5)、在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中,摻加總量不超過20 的大石塊,減少混凝土的用量,以達到節省水泥和降低水化熱的目的。
6)、在拌合混凝土時,還可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥,使混凝土得到補償收縮,減少混凝土的溫度壓力。
7)、改善配筋。為了保證每個澆筑層上下均有溫度筋,可建議設計人員將分布筋做適當調整。溫度筋宜分布細密,一般用 8鋼筋,雙向配筋,間距15cm。這樣可以增加抵抗溫度應力的能力。上層鋼筋的綁扎,應在澆筑完下層混凝土之后進行。8)、設置后澆縫。當大體積混凝土平面尺寸過大時,可以適當設置后澆縫,以減小外應力和溫度應力;同時也有利于散熱,降低混凝土的內部溫度。B、降低混凝土溫度差
1)、選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土,盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土。夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土,可對骨料噴冷水霧或冷氣進行覆蓋或設置遮陽裝置避免日光直曬,運輸工具如具備條件也應搭設避陽設施,以降低混凝土拌合物的入模溫度。
2)、摻加相應的緩凝型減水劑,如木質素磺酸鈣等。
3)、在混凝土入模時,采取措施改善和加強模內的通風,加速模內熱量的散發。
C、加強施工中的溫度控制
1)、在混凝土澆筑之后,做好混凝土的保溫保濕養護,緩緩降溫,充分發揮徐變特性,減低溫度應力,夏季應注意避免暴曬,注意保濕,冬期應采取措施保溫覆蓋,以免發生急劇的溫度梯度發生。
2)、采取長時間的養護,規定合理的拆模時間,延緩降溫時間和速度,充分發揮混凝土的“應力松弛效應”。
3)、加強測溫和溫度監察與管理,實行信息化控制,隨時控制混凝土內的溫度變化,內外溫差控制在25 以內,基面溫差和基底面溫差均控制在20 以內,及時調整保溫及養護措施,使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大,以有效控制有害裂縫的出現。
4)、合理安排施工程序,控制混凝土在澆筑過程中均勻上升,避免混凝土拌合物堆積過大高差。在結構完成后及時回填土,避免其側面長期暴露。
D、改善約束條件,削減溫度應力
1)、采取分曾或分塊澆筑大體積混凝土,合理設置水平或垂直施工縫,或在適當的位置設置施工后澆帶,以放松約束程度,減少每次澆筑長度的蓄熱量,防止水化熱的積聚,減少溫度應力。
2)、對大體積混凝土基礎與巖石地基,或基礎與厚大的混凝土墊層之間設置滑動層,如采用平面澆瀝青膠鋪砂、或刷熱瀝青或鋪卷材。在垂直面、鍵槽部位設置緩沖層,如鋪設30-50mm瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料,釋放約束力。